สมองของคนเรานั้นประกอบไปด้วยเซลล์ประสาทหรือนิวรอน (neuron) ประมาณ 86 พันล้านตัว ซึ่งภาพขนาด 1 ลูกบาศก์มิลลิเมตรของสมองนั้นจะสามารถสร้างข้อมูลที่มีขนาดใหญ่กว่า 1000 เทระไบต์ได้เลยทีเดียว และถ้าหากต้องทำกับขนาดจริงแล้ว กระบวนการในการทำแผนที่โครงสร้างภายในของระบบประสาทนั้นเป็นสิ่งที่ต้องใช้การประมวลผลที่ซับซ้อนอย่างมหาศาล ซึ่งเพื่อเพิ่มความเร็วของกระบวนการดังกล่าว นักวิจัยจาก Google และสถาบัน Max Planck Institute of Neurobiology ในเยอรมนีจึงได้ร่วมกันสร้างระบบ deep learning ที่สามารถสร้างแผนที่นิวรอนของสมองได้อัตโนมัติ
“ปัญหาคอขวดหลักในการทำแผนที่เซลล์สมองนั้นได้ใช้วิธีการแปลความหมายแบบอัตโนมัติ (automated interpretation) บนข้อมูลเหล่านี้แทนการเก็บข้อมูลด้วยตัวเอง” นักวิจัยเขียนในบล็อคโพส “พวกเราแสดงให้เห็นถึงโครงข่าย Recurrent Neural Network ชนิดใหม่ที่สามารถปรับปรุงความแม่นยำในการแปลความหมายแบบอัตโนมัติของข้อมูลการเชื่อมต่อ (connectomics data) โดยลำดับของขนาดที่เหนือกว่าเทคนิค deep learning ก่อนหน้านี้”
ทีมงานได้เทรนระบบโครงข่าย Recurrent Neural Network บนเฟรมเวิร์ก TensorFlow ด้วยภาพสองมิติหลักหลายพันภาพที่แสดงชิ้นส่วนหนึ่งของสมอง และเมื่อภาพต่างๆ ได้นำมาซ้อนๆ กันพวกเขาจึงสามารถสร้างภาพสามมิติขึ้นมาได้
การสร้างขึ้นมาใหม่ของส่วนสมองของนกร้องเพลง zebra finch
ทีม Google ได้ประมาณการณ์ว่ามันจะใช้เวลาประมาณ 100,000 ชั่วโมงในการติดป้าย (label) ข้อมูลทั้งหมดซึ่งนั่นเป็นเพียงเพื่อขนาดสมอง 1 ลูกบาศก์มิลลิเมตร ในขณะที่ใช้ระบบ AI นั้นสามารถเทรนและจัดการกับปัญหานี้ได้สำเร็จได้ภายในเพียง 7 วันเท่านั้น
นักวิจัยยังกล่าวถึงอัลกอริทึมของพวกเขาว่ามีความแม่นยำที่มากกว่าถึง 10 เท่าเมื่อเทียบกับวิธีการอัตโนมัติต่างๆ ก่อนหน้านี้
“พวกเราใช้ ERL (เมตริกที่คิดขึ้นมาใหม่โดยทีมงาน) เพื่อวัดความคืบหน้าของพวกเราในการหาเซตความจริง (ground-truth) ของนิวรอนภายในสมองของนกร้องเพลง zebra finch 1 ล้านลูกบาศก์ไมครอน กับภาพที่สร้างจากผู้ร่วมงานของเราที่ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
serial block-face scanning electron microscopy ซึ่งพบว่าวิธีการของพวกเราสามารถดำเนินการได้ดีกว่าวิธีการ deep learning ก่อนหน้าที่ดำเนินการใน dataset เดียวกัน”
โดยทีมได้สร้างโค้ดนี้ไว้อยู่บน GitHub แล้ว ซึ่งโครงการในอนาคตนั้นทีมจะนำข้อมูลจากสมองมาเพื่อศึกษาว่ามันเรียนรู้ที่จะร้องเพลงอย่างไร
Source : https://news.developer.nvidia.com/ai-helps-unlock-the-mysteries-of-the-brain/
